Основные способы экстракционного разделения: экстракция однократная и многократная. Непрерывная противоточная экстракция.

Одноступенчатая экстракция применяется тогда, когда высок коэффициент разделения. Она заключается в перемешивании исходного раствора и растворителя, а после установления равновесия фаз - в разделении смеси на экстракт и рафинат. Для разделения эмульсий используют отстойники, для трудноразделимых эмульсий - сепараторы.

Многоступенчатая экстракция проводится в многосекционных экстракторах или экстракционных установках. Она может проводиться с противотоком экстрагента или комбинированным способом при наличии нескольких экстрагентов. Многоступенчатая противоточная экстракция более эффективна, чем экстракция в перекрестном токе. При противоточной экстракции достигается более высокая средняя движущая сила процесса и происходит более полное извлечение компонента из раствора.

Непрерывное противоточное экстрагирование смотр.вопрос 203

Экстракторы, классификация, устройство и принцип работы распылительных, роторно-дисковых, пульсационных, центробежных и смесительно-отстойных экстракторов.

По принципу взаимодействия или способу контакта фаз экстрак­торы подразделяют на две группы: ступенчатые и дифференциально-контактные. Внутри этих групп экстракторы часто подразделяют на гравитационные (скорость фаз в них обусловлена разностью плотностей этих фаз) и механические (при добавлении потокам энергии извне путем механического перемешивания, действием центробежной силы, поршневым пульсатороми т. д.) Практически в любом из аппаратов названных групп для увеличения поверхности контакта фаз одна из фаз различными способами диспергируется и распределяется в другой, сплошной фазе в виде капель. После каждого перемешивания фаз в аппаратах следует сепарация этих фаз, что необходимо прежде всего для регенерации экстрагента (под действием гравитационных или центробежных сил). Отметим также, что в промышленности обычно применяют непрерывно­-действующие экстракторы.

рис. 18-15 представлена схема одноступенчатой (а) и мно­гоступенчатой (б и в) установок одного из самых распространенных типов ступенчатых экстрактсров-смесительно-отстойного.

1-смесители; 2-отстойник; 3-насосы

Каждая ступень такого экстрактора состоит из смесителя 1, где происходит собственно процесс экстракции при интенсивном перемешивании фаз, и отстойника 2, в котором осуществляется отделение экстракта от рафината. В смесителе происходит полное смешение фаз (т.е. этот аппарат работает по модели идеального смешения-МИС) и вследствие этого в смесителе обычно достигается состояние равновесия между фазами. Таким образом, в одной ступени фазы движутся прямоточно по отношению друг к другу, в то время как в целом в установке создается противоточное движение фаз.

Достоинствам смесительно-отстойных экстракторов относятся их высокая эффективность (эффективность каждой ступени может приближаться к одной теоретической ступени разделении), возмож­ность быстрой смены числа ступеней, пригодность для работы в широких интервалах изменения физических свойств и объемного соотношения фаз, относительно легкое масштабирование и др. Недостатками этих экстракторов являются большая занимаемая производственная площадь, наличие смесителей с индивидуаль­ными приводами, большие объемы гравитационных отстойных камер.

Дифференциально-контактные экстракторы. Экстракторы этой группы отличаются непрерывным контактом между фазами и плавным изменением концентрации по высоте аппарата. В таких экстракторах (в отличие от ступенчатых) равновесие между фазами по сечению аппарата не достигается. Дифференциально-контактные экстракторы компактнее ступенчатых и занимают меньшую произ­водственную площадь.

В гравитационных экстракторах движение фаз происхо­дит вследствие разности их плотностей. К гравитационным экстрак­торам относятся распылительные, насадочные и тарельчатые колонны.

наиболее простыми по устройству представителями гравита­ционных экстракторов являются распылительные колонны (рис. 18-16).

Рис. 18-16. Полые (распылительные) колонные экстракторы:

А -с распылением тяжелой фазы; б—с распылением легкой фазы; 1—экстракторы; 2-разбрызгиватели; 3 гидрозатворы; 4-поверхности раздела фаз

Они представляют собой полые колонны 1 с устройствами 2 для дисперги­рования тяжелой (рис. 18-16,а) или легкой (18-16,б) фаз (исходного раствора или экстрагента). Сплошная фаза перемещается противотоком дисперсной. Капли дис­пергированной жидкости, пройдя сквозь столб сплошной фазы, коалесцируют и выходят из колонны. Тяжелая фаза уходит через гидрозатвор 3, с помощью которого регулируют уровень раздела фаз в колонне. Для лучшего отделения фаз иногда верхнюю и нижнюю части колонны 1 делают большего диаметра (при этом снижается скорость сплошной фазы и улучшаются условия сепарации фаз).распылительные экстракторы являются аппаратами низкой эффективности; высота единицы переноса в этих экстракторах достигает 5-6 м. К недостаткам распылительных экстракторов относится также снижение скорости захлебывания с увеличением доли диспергированной фазы в системе, так как при этом снижается сечение для движения сплошной фазы и увеличивается унос капель.

механическим экстракторам относятся

дифференциаль­но-контактные экстракторы с подводом внешней ЭНЕРГИИ

Рис. 18-19. Роторно-дисковый экстрактор (я) и один из вариантов его секции (б):

1-колонна; 2 - кольцевые перегородки; 3 - вал ротора с плоскими дисками; 4,6- отстойные зоны соответственно для легкой и тяжелой фаз; 5-распределитель легкой фазы

В этом экстракторе на равном расстоянии друг от друга укреплены неподвижные кольцевые перегородки 2 (статор), делящие колонну на ряд секций небольшого объема. По оси колонны 1 на валу 3 располагаются гладкие горизонтальные диски (ротор). Диаметр дисков ротора несколько меньше диаметра отверстий колец статора.

При вращении вала с дисками под действием сил трения и центробежных сил возникает движение сплошной фазы к стенкам аппарата, достигнув которых, жидкость движется вверх и вниз вдоль стенки и отражается кольцами статора. На это движение жидкости накладывается осевое. Диспергируемая распределителем 5 легкая фаза (экстрагент) движется противотоком к сплошной.

В результате в каждом секции возникают тороидальные замкнутые потоки сплошной фазы, приводящие к интенсивному перемешиванию фаз. При этом дисперсная фаза многократно дробится дисками при столкновении со стенками и под действием турбулентных пульсаций. Дробление на капли сопровождается их коалесценцией при взаимных столкновениях, что способствует повышению интенсивности процесса массопередачи. После перемешивания при обтекании кольцевых перего­родок, ограничивающих секции колонны, фазы частично разделяются вследствие разности плотностей. В отстойных зонах 4 и 6 фазы разделяются и затем выходят из аппарата.

Роторные экстракторы различаются в основном конструкцией перемешивающих устройств. Так, вместо гладких дисков приме­няют различного вида мешалки, иногда секции заполняют насадкой и т.п.

К основным достоинствам роторных экстракторов относятся высокая эффективность массопереноса, малая чувствительность к твердым примесям в фазах, возможность создания аппаратов большой единичной мощности и др.

Пульсационные экстракторы с тарелками (а) и насадкой (б):

1-коловны, 2- поршневые пульсаторы; 3-тарелки: 4-поверхности раздела фаз в отстойных зовах; 5-насадка

В пульсационных экстрак­торах применяют два основных способа сообщения пульсаций жидкостям. По первому способу пульсации в колонном экстракторе генерируются наружным механизмом (пульсатором) гидравличе­ски, по второму-посредством вибрации перфорированных тарелок, укрепленных на общем штоке, которому сообщается возвратно­-поступательное движение.

Применение пульсаций в процессе экстракции способствует лучшему диспергированию жидкости, интенсивному обновлению поверхности контакта фаз, увеличению времени пребывания диспергируемой жидкости в экстракторе. Наибольшее распространение в технике получили ситчатые тарельчатые и насадочные пуль­сационные экстракторы (рис. 18-20).

Рис. 18-21. Центробежный экстрактор:

1-ротор; 2-кожух ротора, 3-вал

Внутри ротора 1 по всей его ширине размещают перфорированную ленту, свернутую в спираль, или устанавливают перфорированные концентрические ци­линдры с отверстиями или щелями, служащими для прохода обеих фаз. Легкую и тяжелую жидкости под напором подают через противоположные концы полого вала 3, вращающегося с большой скоростью

(600-1200 мин^-1). При этом легкую фазу подают к периферии ротора, а тяжелую-ближе к его центру. При вращении ротора под действием центробежной силы в отверстиях ленты или цилиндров многократно происходит интенсивное взаимодействие фаз с последующим их разделением в каналах спирали и в пространстве между цилиндрами.

Краткая характеристика растительного сырья и источников его получения. Особенности строения растительной клетки. Характеристика биологически активных веществ лекарственного растительного сырья.

Лекарственное растительное сырье (ЛРС) – целые лекарственные растения или их части, которые соответствуют требованиям стандартов и используются в высушенном (редко свежем) виде для получения лекарственных веществ, лекарственных средств растительного происхождения (фитопрепаратов), субстанций и лекарственных форм. Лекарственные растения (ЛР) - растения, которые содержат биологически активные вещества и используются для заготовки лекарственного растительного сырья.

ЛРС, разрешенное к применению органами Министерства здравоохранения и включенное в Государственный реестр, называется официнальным (от лат. – аптека). 3 ЛРС, входящее в Государственную фармакопею, называют фармакопейным.

ЛРС заготавливается как от дикорастущих, так и от культивируемых лекарственных растений. Качество ЛРС регламентируется НТД и определяется числовыми показателями, основным из которых является содержание действующих веществ.

Существуют различные виды классификаций ЛР и ЛРС:

 I.Морфологическая В основе лежит орган или часть растения, которое используют в качестве ЛРС

А Наземные органы:

1. Травы

 2. Листья

 3.Цветки

4. Семена

5. Кора

 6. Почки

7. Плоды

 Б. Подземные органы.

1. Корни

 2. Корневища 3. Корневища с корнями 4. Луковицы клубни и клубнелуковицы.

 II. По группам биологически активных веществ, содержащихся в ЛР и ЛРС.

1.ЛР и ЛРС содержащие витамины / шиповник, рябина ,крапива/.

 2.-«- полисахариды / подорожник, алтей/.

 3.-«- жирные масла или медицинские жиры / миндаль, клещевина/.

4«- эфирные масла и горечи / эвкалипт, одуванчик/.

5«- сердечные гликозиды / наперстянка, ландыш/.

6–«- алкалоиды / белена, мак, спорынья /.

7–«- флавоноиды / боярышник, пустырник

III. По действию, которое БАВ оказывает на организм:

 Противовоспалительное – ромашка, шалфей.

 Кардиотоники/ Действие на сердечно-сосудистую систему/ – адонис, строфант. Мочегонное – толокнянка, эрва шерстистая.

Слабительное – сенна, крушина.

Обволакивающее – подорожник, мать-и-мачеха.

Адаптогены – элеутерококк, родиола, Женьшень.

 Биогенные стимуляторы – алоэ и т.д.

Строение растительной клетки

Растительная клетка окружена цитоплазматической мембраной, но, кроме нее, ограничена толстой состоящей из целлюлозы клеточной стенкой. Наличие клеточной стенки — специфическая Особенность растений. Она определила малую подвижность растений. Клеточная стенка имеет поры, через которые каналы эндоплаэматической сети соседних клеток сообщаются друг с другом.Имеет пластиды. Вакуоли окружены мембраной и рецэвиваются из эндоплазматичеокой сети. Вакуоли содержат в растворенном виде белки, углеводы, низкомолекулярные продукты синтеза, витамины, различные соли. Осмотическое давление, создаваемое растворенными в вакуолярном соке веществами, приводит к тому, что в клетку поступает вода, которая обусловливает тургор — напряженное состояние клеточной стенки. Толстые упругие стенки обеспечивают прочность растений к статическим и динамическим нагрузкам.Особенности извлечения БАВ из материала с кл.структурой связано с состояние клеточной структуры,активное извлечение идет когда клетка мертвая, клеточная стенка приобретает свойства пористой перегородки через которую и диффундируют бав.В случае получения лс из живой клетки, ее необходимо умерщвлять спиртом.

Этапы развития производства лекарственных средств из растительного сырья и их классификация. Характеристика суммарных (нативных) или галеновых и суммарных очищенных (новогаленовых) лекарственных средств.

Этапы развития производства фитопрепаратов.

Растения служили первыми лекарствами, использованными человеком еще в глубокой древности. По мере накопления наблюдений появилась и развивалась народная медицина. Первоначально растения использовались в натуральном виде. Гиппократ (460 -377 гг до н.э) и его последователи считали, что в природе даны лекарства в готовом виде, а также в оптимальном сочетании и состоянии. Растения принимали в измельченном виде или в смесь с медом и вином. Следующий этап связан с именем римского ученого-энциклопедиста Клавдия Галеном. Он впервые ввел в лечебную практику новые ЛС в виде частично очищенных БАВ, извлеченных из растений; разработал и описал получение препаратов в соответствии с техническими возможностями своего времени. В основе их технологии находились различные физико-химические процессы: измельчение, выжимание соков, настаивание или отваривания с водой, вином, уксусом, а также смешение.

Впервые отделение фармации от медицины произошло у арабов в 765 г. В Багдаде была открыта первая аптека, которой руководил фармацевт, а не врач.

Широкую известность получил Абу Али Ибн Сина (Авиценна) – 980-1037гг. В своих трудах он приводил не только характеристику лекарства, но описывал сырье, а также методы изготовления и употребление ЛС.

В эпоху феодализма алхимиками был открыт ряд новых веществ, усовершенствованы такие процессы, как фильтрация, кристаллизация и перегонка.

В 16 веке зародилось новое учение – ятрохимия. Наиболее известным был врач Парацельс. Он утверждал, что для лечения не нужно использовать целое растение, а только выделенное из него «действующее начало», поэтому он использовал извлечения из растений и органов животных в виде спиртовых настоек, экстрактов, эликсиров.

В 16 веке, препараты, получаемые главным образом из растительного и животного сырья путем извлечения ДВ и освобождения их от балластных, а также препараты смеси были названы в честь Галена галеновыми препаратами. В 19-20 веках к галеновым были отнесены суммарные очищенные препараты, получаемые из растений (новогаленовые), а также различные дозированные препараты.

Большой вклад в систематизацию сведений народной медицины о ЛР внес академик И.И. Лепехин, он издал в 1778 году первую Гражданскую Фармакопею.

Интенсивному развитию фитохимии в 19 веке способствовало открытие в 1806 году первого алкалоида- морфина и установление его биологической активности. Исследование химического состава растений в этот период привело к выявлению большого количества алкалоидов, различных групп гликозидов, витаминов и др веществ. В этот период наиболее известны работы Г.Драгендорфа и А Чирхова. Драгендорф с учениками разработал ход качественного анализа на различные химические вещества в лекарственных растения и опубликовал в 1890 г справочное руководство, где приведены сведения по 12000 видам растений. Чирх в начале 20 века составил и издал подробное руководство по анатомии растений и химическому составу ЛРС.

Промышленное производство лекарств появилось в Западной Европе в 19 веке, а во второй половине 19 века уже возникла самостоятельная фарм. промышленность, производящая разнообразные препараты.

Галеновые препараты - препараты сложного химического состава, приготовляемые из природных лекарственных сырьевых материалов растительного и животного происхождения и содержащие действующие вещества в сохранном, природном структурном комплексе со многими другими веществами(экстракты,настои)

Новогаленовые (максимально очищенные экстракционные) препараты - фитопрепараты, содержащие в своём составе действующие вещества исходного лекарственного сырья в их нативном (природном) состоянии, максимально освобождённые от сопутствующих веществ.

Их выпускают стандартизованными биологическими или химическими методами по действующим веществам.

Производство максимально очищенных лекарственных средств из лекарственного растительного сырья осуществляют по единой технологической схеме:

1) Подготовка растительного материала;

2) Подготовка экстрагента или смеси экстрагентов;

3) Получение вытяжки;

4) Концентрирование;

5) Очистка вытяжки;

6) Получение технического продукта;

7) Очистка технического продукта;

8) Стандартизация;

9) Упаковка, маркировка и фасовка готового продукта.

При выборе метода экстракции стремятся с наименьшей затратой времени и экстрагента получить концентрированное, т.е. обогащенное действующими веществами извлечение.

Лекарственные средства из индивидуальных веществ, выделяемых из растений и комплексных. Технико-экономические особенности производства лекарственных средств из растительного сырья. Государственная фармакопея Республики Беларусь, Надлежащая производственная практика (GMP) в производстве лекарственных средств из растительного сырья.

ЛС индивидуальных веществ(на основе выделенных из растений БАВ направленного действия) и комплексные фитопрепараты,содержащие соединения,выделенные из растений и вещества нерастительного происхождения.

ГФ - сборник обязательных общегосударственных стандартов и положений, нормирующнх качество ЛС, имеющих силу закона. ГФ служит важнейшим руководством по структуре, составу, качеству, методам контроля, хранению и отпуску препаратов.  Периодическое переиздание ГФ необходимо в связи с внедрением в медицинскую практику новых более эффективных

препаратов и исключением устаревших, совершенствованиеи методик анализа.

Технико-экономические особенности производства фитопрепаратов

Структура завода

Предприятия химию-фармацевтической промышленности, выпускающие фнтохимнческне препарати, построены по цеховому принципу, т.е. состоит из комплекса оптимизированных отделений (цехов). Производственная программа завода расчленена между отдельными цехами.В зависимости от характера выполняемой работы цеха делятся на основные, вспомогательные и подсобные.

В основных цехах занимаются изготовлением основной продукции завода (таблеточный, фитохимический. мазевой и др.).

Вспомогательные цеха участвуют в производственной программе предприятия и обслуживают основные цеха (ремонтные мастерские, паросиловой цех, лаборатории и др.).

Подсобные цеха (предприятия) не имеют прямой связи с производством, но их продукция полностью или частично используется производством (картонажно-типографический цех).

B зависимости от масштаба производства Цеха состоят из ряда отделений и участков. Отделение цеха представляет собой собрание отдельных машин или аппаратов, выполняющих в разных условиях однотипную работу (измельчение, экстракцию, сушку и т.п.) или объединяющих ряд стадий ТП. Планирование отделений цеха и расположение различных машин и аппаратов должно учитывать последовательность TO и организацию произвоцственною потока в соответствии с требованиями ОСГ 42-510-98.

Принципы расположения аппаратуры в цехах

Правильное расположение аппаратуры в цехах при соблюдении требований охраны труда и удобства её обслуживания служит важной составляющей организации труда.

· движение сырья, полупродуктов и готовых препаратов должно происходить по наиболее короткоиу пути и в одном направлении (отсутствие поточных потоков).

· один производственный процесс не должен мешать другому.

· соблюдение правил охраны труда и техники безопасности.

· осуществление максимальной механизации и автоматизации производства с целью снижения трудоёмкости операций и повышения производительиости труда.

Наивысшая форма организации производства - создание автоматической поточной линии.

Высокие требования к чистоте получаемых продуктов, особенно для парентерального применения.

Большое разнообразие ТП.

для производства нативных суммарных препаратов используют иалостадийный ТП.

Производство суммарных очищенных и индивидуальных препаратов отличается многостадийностью.

Значительным различием ТП характеризуется выделение алиалоидов, различных групп гликозидов, кумаринов и других веществ.

Значительные затраты на сырьё и вспомогательные материалы, в структуре цеховой себестоимости составляющие 70-80% (из них соотношение затрат на сырьё и растворители равно 5:4 соответственно), особенно при производстве очищенных препаратов.

Высокие требования к охране трупа и технике безопасности, что обусловлено использованием больших количеств огневзрывоопасных и токсичных растворителей, а в ряде случаев - сильнодействующего растительного сырья.

Основные направления развития производства фитопрепярятов, позволяющие увеличить их выход и качество, снизить себестоимость и трудоёмкость, повысить фондоотдачу и рентабельность.

Совершенствование технологии уже известных фитохимических препаратов с целью увеличения их выхода, повышения качества и снижения мтриалоёмкости.

Разработка комплексной безотходной технологии ряда лекарственных веществ из основного вида сырья. Часто из растительного сырья (например, корня солодки) получат один препарат, не реалт-

зуя возможности извлечения других ценных веществ.

Внедрение в произ-опство новейших методов физико-химической технологии для разделения и очистки выделяемых веществ. Более совершенного оборудования для экстракции и обработки полупродуктов.

Качественная производственная практика (GMP) в производстве фитопрепаратов

для оценки технического уровня производства и качества ЛС ВОЗ была создана «Система удостоверения качества фармацевтических препаратов в международной торговле». Для участия в системе необходимо наличие в стране следующих трёх условий:

· надёжной системы регистрации фармацевтических продуктов, под которой подразумевается законодательно установленный на национальном или региональном уровне порядок экспертизы;

· регулярного государственного инспектирования фармацевтических предприятий;

· соответствия действующих производств требованиям правил GMP.

При регистрации вновь создаваемых или импортируемых ЛС должен быть представлен сертификат на производство, соответствующее требованиям правил GMP.

GMP включает правила, методические указания или официальные требования в отношении организации фармацевтического производства, нацеленные на обеспечение качества продукции с самого начала производственного цикла. Правила GMP носят системный и

профилактический характер. так как направлены на предотвращение ошибок и отклонений с учётом всех факторов, способных отрицательно влияющих на качество готовой продукции.

Система документации‚ относящаяся к правилам GMP. постояннo расширяется. Так, к основному документу GMP ВОЗ опубликоваы следующие дополнения.

GMP для активных ингредиентов (лекарственных субстанции).

GMP для стерильных лекарственных форм.

GMP для биологических препаратов.

GMP для препаратов из растительного сырья.

GMP для образцов, используемых в тошнических испытаниях.

GMP для вспомогательных веществ.

Методические рекомендации по валидации (т.е. документированного действия, доказывающего, что какая-либо методика, процесс, оборУдование, сырьё, деятельность или система действи-

тельно приводит к ожидаемым результатам) производственных процессов.

астодические рекомендации (проект) по инспектированию фарацевтических производителей.

Методические рекомендации о роли и функциях специалиста, отьетственного за качество продукции.

К другим правилам GMP относятся дополнения в отношении таблетированных лекарственных форм, мазей, аэрозолей, взятия обазцов для анализа , работы контрольно-аналитических лабораторий.

---

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 968; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!